[發明專利]一種全電推進立方體衛星

在審

• 申請號: 202111595136.8
• 申請日: 2021-12-23
• 公開（公告）號: CN114132529A
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 吳建軍;鄭鵬;張宇;李健;歐陽;王墨戈;趙元政;王昊義;楊述明;李宇奇
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: B64G1/10
• 分類號: B64G1/10;B64G1/24;B64G1/40
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 趙小龍

本發明公開了一種全電推進立方體衛星，包括衛星本體以及設在所述衛星本體上的主推力器，還包括第一輔助推力器、第二輔助推力器與第三輔助推力器；第一輔助推力器、第二輔助推力器與第三輔助推力器分別通過連桿機構與衛星本體相連；第一輔助推力器、第二輔助推力器與第三輔助推力器均為脈沖等離子體推力器。采用脈沖等離子體推力器，除了能補償氣動阻力外，還能替代傳統反作用飛輪和磁力矩器，以此完成軌道變換、姿態調整等任務，具有更高的有效載荷、更低的成本、更長的壽命和更輕的質量。而且通過設置連桿機構增加輔助推力器的控制力矩，解決電推力器推力較小的問題，從而使立方星具有更小的整體尺寸，更高的精度和更短的響應時間。

技術領域

本發明涉衛星及技術領域，具體是一種全電推進立方體衛星。

背景技術

眾所周知，我們處于一個被衛星包圍的世界，不管是天氣預報、地圖導航、網絡通訊、廣播電視和資源探測都離不開天上持續運轉的衛星星座和天基網絡信息系統。人造衛星往往依靠具有巨大推力的多級火箭從地面發射升空。根據2019年Space X公司的獵鷹9號數據表明，一顆衛星包含研制，發射和運營的整體成本高達每公斤45000美元。因此，在保證衛星的正常執行任務的能力而盡可能減重，無疑可以極大的節省成本，減少發射負擔，降低能源的消耗。因此，衛星的一個發展趨勢就是朝小型化、輕量化和低能耗方向邁進。

近些年隨著電推進系統的蓬勃發展，全電推進衛星平臺逐漸從設想走向了現實。通常來說，采用高比沖的電推進系統來實現星箭分離后的軌道轉移、入軌后的在軌位置保持、姿態控制及離軌等操作任務的衛星平臺稱為全電推進衛星平臺。其能大大的減輕推進劑的攜帶量，增大有效載荷，降低發射成本，減少綜合研制費用，具有更高的推進效率和更長的使用壽命，非常契合衛星小型化、輕量化和低能耗的發展趨勢。但是全電推進衛星仍然存在三大難點：其一是電推力器推力較小，導致變軌需要較長的時間；其二是缺乏多方位的力矩，難以執行復雜的任務；其三是空間環境干擾易影響衛星正常工作，欠缺高效智能的電推推力器控制系統調整衛星的軌道和姿態。

發明內容

針對上述現有技術中的不足，本發明提供一種全電推進立方體衛星，有效節省衛星發射成本，增大有效載荷，提高任務執行能力，應用前景十分貼近當前微納衛星“更小，更輕，更省，更環保”的設計需求。

為實現上述目的，本發明提供一種全電推進立方體衛星，包括衛星本體以及設在所述衛星本體上的主推力器，還包括第一輔助推力器、第二輔助推力器與第三輔助推力器；

所述第一輔助推力器、所述第二輔助推力器與所述第三輔助推力器分別通過連桿機構與所述衛星本體相連，以驅動所述衛星本體俯仰和/或偏航和/或滾轉；

所述第一輔助推力器、所述第二輔助推力器與所述第三輔助推力器均為脈沖等離子體推力器。

在另一個實施例中，所述連桿機構包括第一連桿、第二連桿與第三連桿；

所述第一連桿的數量為兩個且對稱連接在所述衛星本體的上、下側面，所述第一輔助推力器的數量為兩個，兩個所述第一輔助推力器分別設在兩個所述第一連桿的末端，且所述第一輔助推力器的噴口朝向所述衛星本體的后方，以驅動所述衛星本體俯仰；

所述第二連桿的數量為兩個且對稱連接在所述衛星本體的左、右側面，所述第二輔助推力器的數量為兩個，兩個所述第二輔助推力器分別設在兩個所述第二連桿的末端，且所述第二輔助推力器的噴口朝向所述衛星本體的后方，以驅動所述衛星本體偏航；

所述第三桿的數量為兩個且對稱連接在所述衛星本體的左、右側面，所述第三輔助推力器的數量為兩個，兩個所述第三輔助推力器分別設在兩個所述第三連桿的末端，且所述第三輔助推力器的噴口朝向所述衛星本體的下方，以驅動所述衛星本體滾轉。

在另一個實施例中，所述第一連桿的首端與所述衛星本體轉動相連，所述第一連桿的轉動軸與所述衛星本體的左、右方向平行；和/或